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年度专栏 |
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0 前言
水泥基材料以其优良的工程性能和相对低廉的生产成本成为各类建筑工程最主要的建筑材料。但在水泥材料的生产过程中却存在着一个不容忽视的问题,即水泥熟料的生产对自然资源和能源的严重消耗与温室气体的大量排放。即使以预分解窑生产线采集的统计数据仍然表明,目前我国每生产l t水泥熟料要消耗1.58~1.62t生料,0.10~0.12t标准煤,排放约1 t二氧化碳(CO2)。因此,水泥工业这种以自然资源和能源的大量消耗作为其发展模式的生产方式,在经济快速发展的今天必然受到不可再生资源、能源短缺和环境保护压力的冲击。因此,水泥工业应采取怎样的措施以显著提高能源的利用率。并使自身逐步成为循环经济产业的重点,就具有深刻的现实意义和历史意义。
1 检测数据
表1至表3是作者近几年对若干不同生产工艺,不同生产规模水泥熟料生产线进行的热工性能检测数据。其中#GZBl为带料浆过滤机湿法生产工艺,入窑料浆水分为20.25%,SDWC、#HXYD1和GZYB均为窑外分解干法生产工艺,入窑生料水分均在1%以内。
2 节能途径分析
对表1至表3中列出的4个水泥生产厂家熟料生产线相同项目的检测数据进行比较分析,我们可以认识到,在节能降耗工作上,以下几个方面应当做为工作的重点。
表1 不同规模生产线主要技术指标
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厂家 |
旋窑规格 |
设计产能 |
标定产能 |
实际料耗 |
实际熟料热耗 |
每kg熟料系统表面散热/kJ |
每kg熟料蒸发水分耗热/kJ |
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m |
(t·d-1) |
(t·d-1) |
(kg·kg-1) |
(kg·kg-1) | |||
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#GZBl SDWC #HXYD1 GZYB |
Φ4.0/3.5/4.0×145 Φ4.0×60 Φ4.3×60 Φ5.2×70 |
816.0 2500.0 3200.0 6000.0 |
878.4 2814.2 3768.2 6889.9 |
1.651 1.628 1.622 1.595 |
5191.79 3076 3185 2856 |
1165.68 293.03 325.23 248.04 |
922.38 12.98 50.01 44.85 |
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厂家 |
系统热效率 |
冷却机热效率 |
入窑物料表观分解率 |
标况下每kg熟料冷却风量 |
C1出口废气量 |
C1出口废气含尘浓度 |
窑容积产量 |
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% |
(m3·kg-1) |
(kg·kg-1) |
(kg·kg-1) |
(kg·m-3·h-1) | |||
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#GZBl SDWC #HXYD1 GZYB |
34.20 57.58 54.16 57.92 |
64.29 71.94 71.27 63.10 |
0.00 97.35 95.80 98.42 |
2.85 1.99 1.82 1.84 |
3.1922* 1.9031 1.8089 1.8828 |
0.1662* 0.1112 0.1150 0.0493 |
27.77 200.82 230.86 230.48 |
*为窑尾烟室的烟气量与烟气含尘
表2 每kg熟料系统表面散热分解 (kJ/kg)
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厂家 |
冷却机 |
回转窑 |
分解炉 |
三次风管 |
C5筒 |
C4筒 |
C3筒 |
C2筒 |
C1筒 |
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#GZBl SDWC #HXYD1 GZYB* |
13.46 3.51 4.69 4.44 |
1152.22 170.02 153.65 134.53 |
41.01 52.04 19.23 |
14.61 19.11 13.59 |
14.95 23.03 15.34 |
16.32 19.61 18.46 |
10.12 15.50 11.41 |
4.31 12.03 10.92 |
18.17 25.58 20.11 |
*GZYB窑尾为双系列预热器
表3 每kg熟料系统料流散热详解
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厂家 |
出冷却机熟料 |
冷却机余风 |
C1筒出口废气 |
C1筒出口废气含尘 |
系统漏风 | ||||
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温度 |
热量 |
温度 |
热量 |
温度 |
热量 |
温度 |
热量 |
(kg·kg-1) | |
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#GZBl SDWC #HXYD1 GZYB |
53 127 138 118 |
40.02 100.75 110.20 92.71 |
173 240 290 369 |
315.91 380.39 383.54 611.32 |
182* 302 337 313 |
618.92 600.28 606.66 569.04 |
182* 320 337 313 |
26.32 29.49 34.65 13.71 |
0.3790 0.0949 0.1616 0.1047 |
(1)温度单位,℃;热量单位,kJ/kg。(2)* 为窑尾烟室的废气与含尘温度。
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